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2026-02-20 09:00:00
生物工学的に作られた大腸菌は、抗がん作用、抗HIV作用、抗糖尿病作用、抗炎症作用を持つ一群の化合物を生産できるようになりました。神戸大学の成果は、候補薬の工業生産のためのプラットフォームを生み出す合理的な設計戦略の結果です。
植物は薬理活性が期待できる物質を数多く生産します。例えば、シャクナゲ種は、オルセリン酸由来メロテルペノイドと呼ばれる、顕著な抗癌作用、抗HIV作用、抗糖尿病作用、抗炎症作用を有する化合物群を生成します。しかし、それらは薬理学研究にとって魅力的であるにもかかわらず、その天然由来のため信頼性が低く、製造コストが高くつき、中心化合物であるオルセリン酸を微生物で製造するこれまでの試みでは、残念ながら低い収量しか得られなかった。神戸大学博士課程の富田樹さんは、「文献では化合物が有望に見えても、供給の問題により評価や応用研究が十分に進められない例はたくさんあります。これは個々の化合物の問題というよりも、天然物研究全体が直面する構造的な課題であると感じ始めました。」と述べています。
富田氏は、さまざまな化合物を生産するために腸内細菌である大腸菌などの微生物を合理的に設計する専門家チームである、神戸大学のバイオエンジニア蓮沼智久氏のグループで働いている。彼らは、植物、菌類、細菌から適切な遺伝子を導入し、生物の代謝を分析し、培養条件を最適化することを組み合わせて、広く使用されている細菌である大腸菌をベースとした、工業規模での生産が可能なこれらの化合物の最初の生産プラットフォームの構築に着手しました。
学術誌『Metabolic Engineering』では、神戸大学の生物工学者らが今回、1リットルあたり202mgのオルセリン酸の生産を達成したことを発表したが、これは以前に報告された微生物の生産よりも40倍の改善に相当する。これは、これまでに達成された最高の生産レベルであるだけでなく、大腸菌内でコア化合物が生産されたのは初めてでした。この研究の筆頭著者である富田教授は、「これまで難しいと考えられていた複雑な真核生物の生合成経路を大腸菌内で再現したことは大きな成果である」と述べている。
さらに、同グループはシャクナゲからさらなる遺伝子を導入し、薬理学的に関連する化合物の生合成を完了させた。神戸大学のチームは、医薬品分野の代表として、強力な抗がん作用と鎮痛作用で知られる化合物であるグリ葉酸を選択した。そして、そのように操作された細菌は標的化合物の生産に成功したが、収量は低く、蓮沼氏のチームは生産プロセスをさらに最適化する必要があることを認めた。実際、彼らは将来の研究で最適化される潜在的なボトルネックをすでに特定しています。
しかし、このグループの目的はこれをはるかに超えています。蓮沼教授は、「今回確立したプラットフォームは、短期的には関連化合物やその誘導体の製造・評価にすぐに応用できます。しかし、ここで採用した合理的な設計戦略は、大腸菌を使ってさまざまな複雑な化合物を製造するための基礎技術となります。」と説明します。
富田I、バンバT、吉田T、サンデーズL、那須野R、秀瀬R、蓮沼T。
大腸菌におけるオルセリン酸由来のメロテルペノイドの生合成プラットフォーム。
メタブ工学2026 年 3 月;94:231-240。土井： 10.1016/j.ymben.2025.12.008
#シャクナゲ由来の薬が細菌によって作られるようになった